1、第第4节节 带电粒子带电粒子在电场中的运动在电场中的运动第2章 电势能与电势差新课引入新课引入新课引入新课引入示波器内容讲解内容讲解一、一、带电粒子加速带电粒子加速 微观粒子，如电子、质子、粒子、正负离子等，受到的重力和电场力相比小得多，重力一般忽略不计，只考虑静电力对运动状态的影响就可以。如带电小球、液滴、尘埃等。一般都考虑重力。示波器中的电子枪就是通过电场来使粒子加速的，如图所示，金属丝加热后发射出电子，在金属丝和金属板之间的电场作用下，获得动能。.动力学方法：动力学方法：由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：mFa 由运动学公式：由运动学公式：adv202adv2初速度初速度不不为零为零呢？呢
2、？只适用于只适用于匀强电场匀强电场一、一、带电粒子加速带电粒子加速2.动能定理：动能定理：由动能定理：由动能定理：0212mvW也适用于也适用于非非匀强电场匀强电场一、一、带电粒子加速带电粒子加速又 W=qU（1）用牛顿运动定律和运动学规律。（2）用动能定理或能量守恒定律。（3）选取思路：前者适用于粒子受恒力作用时，后者适用于粒子受恒力或变力作用时。这和解决物体受重力、弹力、摩擦力等做直线运动的问题的思路是相同的，不同的是受力分析时，不要遗漏电场力。3.粒子在电场中直线运动问题的两种方法总结粒子在电场中直线运动问题的两种方法总结一、一、带电粒子加速带电粒子加速 ld+-+Uv0q、mF+vv0
3、vyy偏转角偏转角侧侧移量移量一、一、带电粒子加速带电粒子加速mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关1.带电粒子在电场中偏转侧移量的推导类平抛运动二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0与粒子比荷q/m成正比与粒子初速度v0平方成反比与电场的属性U、l、d有关0tanvvydmvqUl202.带电粒子在电场中偏转时偏转角的推导类平抛运动二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转3带电粒子在电场中的偏转分析(1)条件分析：带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场。
4、(2)运动性质：_运动。(3)处理方法：分解成相互_的两个方向上的_，类似_ _。(4)运动规律：沿初速度方向做_运动，运动时间匀变速曲线垂直直线运动平抛运动匀速直线a.能飞出平行板：0vlt b.不能飞出平行板：221aty 二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转沿电场力方向，做_运动mFa mqEmdqU加速度：匀加速直线离开电场时的偏移量：离开电场时的偏转角：221aty dmvqUl20220tanvvydmvqUl20二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转4.带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论如图，质子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射
5、方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足质子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使质子的偏转角变大的是 A.U1变大、U2变大 B.U1变小、U2变大C.U1变大、U2变小 D.U1变小、U2变小二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转20121mvqU 1202qUmv析与解析与解对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：对偏转过程由偏转角正切公式：对偏转过程由偏转角正切公式：dUlU122与粒子的电量与粒子的电量q、质量、质量m无关无关dUlUy12240tanvvydmvqUl20(1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量和偏转角总是
6、相同的。二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转(2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，即O到偏转电场边缘的距离为l/2。dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lx二、二、带电粒子偏转带电粒子偏转产生产生高速高速飞行飞行的的电子束电子束待显示待显示的电的电压信号压信号锯齿形锯齿形扫描扫描电压电压使电子使电子沿竖沿竖直偏移直偏移使电子使电子沿水沿水平偏移平偏移三三、迁移与应用、迁移与应用示波管示波管典题剖析典题剖析例1 下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后：哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A
7、.质子 B.电子C.氘核 D.氦核 mqUv2qUmvEk221与与电量电量成正比成正比与与比荷平方根比荷平方根成正比成正比BD典题剖析典题剖析例2 质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是()A.如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25 B.如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25 C.如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25 D.如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25dmvqUl
8、20tan偏转角正切与偏转角正切与比荷成正比比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初动能成反比初动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电压成正比电压成正比ABD典题剖析典题剖析例3 如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的交变电压，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？UytOt1t2典题剖析典题剖析例3 如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的交变电压，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？UytOt1t2典题剖析典题剖析例3 如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的交变电压，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？UytOt1t2典题剖析典题剖析XYO0tt1t1tt2课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结带电带电粒子粒子在电在电场中场中的运的运动动带电粒子加速带电粒子偏转迁移与应用示波管1.应用动力学方法推导 2.应用动能定理推导3.粒子在电场中直线运动问题的两种方法总结1.带电粒子在电场中偏转侧移量的推导2.带电粒子在电场中偏转时偏转角的推导3.带电粒子在电场中的偏转分析4.带电粒子在匀强电场中偏转时的两个结论敬请各位老师提出宝贵意见！
